[发射预报]北斗的新“对手”——明早日本将使用H-2A火箭发射QZS-2区域导航卫星
一转眼2017年的5月马上就要过去了,过完了清冷的上半年,各航天大国将从6月开始相继发力,从6月开始,发射数量将明显上升。尤其是国内的相关发射,下半年将有我们北斗导航系统的后续组网发射,但是我们的邻居兼对手日本也没闲着,6月第一发,日本人就将发射他们自己的导航卫星。相对于我们的独立自主和全球组网,日本人背靠美国GPS的这棵”大树“,有着自己的”小算盘“。
北京时间6月1日8:17日本将使用H-2A运载火箭于种子岛发射QZS-2区域导航卫星,开启今年该星座的部署,预计年底另外两颗卫星也将搭乘H-2A发射升空。(若能如期发射,则发射视频回放请在发射结束几小时后详见我们网站的更新)
三菱重工标志上面清晰可见QZSS系统的8字型轨道
火箭升空后将把卫星送入椭圆的转移轨道,QZS-2卫星将于起飞28分钟后进入预定轨道,“准天顶”卫星系统(QZSS,Quasi-Zenith Satellite System的缩写)于2002年进入发展阶段,目的是增加日本领土的导航服务的可用性,为了实现这一目标,QZSS提议在一个特定的轨道上建立一个三颗卫星星座,在任何给定的时间内都将有一颗卫星位于日本上空。
QZSS系统的图标,不对称8字形的特殊轨道相当亮眼,8字上部较小部分整好覆盖日本全境
QZSS的轨道比较特殊,由于主要服务于日本本土,其轨道经过了特殊设计,以实现三颗卫星升空后,任意时间都有一颗可以服务的目的
第一颗QZS卫星(QZS-1)于2010年10月由H2A发射部署,在成功地展示了QZSS的原理后,JAXA在2013年从三菱电机订购了3颗卫星,总计达5.26亿美元,并在计划中的三星星座基础上再增加一颗,这颗将驻留在地球静止轨道上(这颗星比较关键),并为整个亚太地区提供服务。
本次发射的QZS-2导航卫星采用DS-2000卫星平台,该卫星高达6.5米,重达4.1吨,其中包括1.18吨的卫星平台,370kg的导航有效载荷和2.45吨的推进剂,卫星中心位置有一对含冗余的铷原子钟,将为导航系统提供稳定精确的时间。
QZS-4将与QZS-2完全相同,届时QZS-1/2/4三星将实现苔原轨道(Tundra orbit,属于高椭圆地球同步轨道,highly elliptical geosynchronous orbit)的组网运行,QZS-3则是一颗重达4.7吨的GEO(地球静止轨道)卫星,寿命将长达15年,四星组成的星座将于2018年年中全面运行,并且JAXA计划在2020年前再增加三颗卫星,以进一步提高导航能力。
QZS-4的解析度参数,几厘米(亚米级)看起来很吓人是不是,其实日本人在这里是投机取巧的玩儿了个文字游戏
之所以说日本人的高精度是”投机取巧“,是因为单纯依靠卫星导航系统,哪怕是目前定位精度最高的GPS系统,也难以达到日本人宣称的”厘米级“精度。但是厘米级定位确实有非常广泛的用途,比如建筑和土地的定位测量、国土勘测、高精度航空管制、乃至是精确制导武器等等,都需要亚米级高精度导航的服务,所以许多国家都发展了自己的卫星导航增强系统。
世界目前主要的几个星基增强系统的覆盖范围,WAAS最出名,由美国联邦航空管理局FAA负责
卫星导航增强系统,也叫星基增强系统(Satellite-Based Augmentation System,简称SBAS),是通过地球静止轨道卫星搭载的卫星导航增强信号转发器,结合地面设置的差分站对导航卫星进行监测,获得原始定位数据(伪距、卫星播发的相位等)并送至主控中心,后者通过计算得到各卫星的各种定位修正信息,通过上行注入站发给GEO卫星,然后向用户播发星历误差、卫星钟差、电离层延迟等多种修正信息,最终实现对于原有卫星导航系统定位精度的进一步改进。
QZSS的原理简图,其实日本这个本质上只是一个GPS的增强系统,最上方的蓝色这颗就是静止轨道的QZS-3卫星
星基增强系统的原理大同小异,美国WAAS也是类似的,这个系统不仅仅需要各种卫星的服务,地面站也有很大的功劳
WAAS的北美大陆覆盖图,之所以说日本人”投机取巧“,就是因为他在用增强后的定位精度和其他几家的裸星精度相对比,纯属文字游戏,所以我们在标题中的对手二字上加了引号,要做北斗的对手,日本可能还真不太够格
QZS-2的这次任务将是今年H系列火箭的第3次飞行,前两次任务中分别发射了DSN 2军用通信卫星和IGS Radar-5侦查卫星。
53米高的H2A预计将于北京时间今天下午5点半从总装大楼出发,经过500米之后将转运至发射区,气象学家预计今天有雨,但不会影响转运和发射。
发射试验团队将于发射窗口开启前7小时45分钟开始向芯一级和二级加注液氢液氧推进剂,发射的精确时间为北京时间明天8:17:46。
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